物理化学试卷(A)含答案_2006.6.doc

物理化学试卷(A) 2006.6班级 学号 姓名 分数 一、选择题 ( 共 8题 16分 )1. 101.325 kPa，-5 时，H2O(s) H2O(l)，其体系熵变： ( ) (A) fusS体系 0 (B) fusS体系 0 (C) fusS体系 0 (D) fusS体系 0 2. 有关化学势与物质流动方向的关系中下述哪种说法是不正确的。 ( )（A） 重结晶制取纯盐过程中，析出的纯盐的化学势与母液中该盐的化学势相等（B） 糖溶于水过程中，固体糖的化学势大于溶液中糖的化学势（C） 自然界中，风总是从化学势高的地域吹向化学势低的地域（D） 自然界中，水总是从化学势高的高地流向化学势低的低地3. 已知某反应的级数为一级，则可确定该反应一定是： ( ) (A) 简单反应 (B) 单分子反应 (C) 复杂反应 (D) 上述都有可能 4. 对于物理吸附的描述中，哪一条是不正确的？ ( ) (A) 吸附力来源于范德华力，其吸附一般不具有选择性 (B) 吸附层可以是单分子层或多分子层 (C) 吸附热较小 (D) 吸附速度较小 5. 下述说法哪一种不正确? （ ) (A) 理想气体经绝热自由膨胀后,其内能变化为零 (B) 非理想气体经绝热自由膨胀后,其内能变化不一定为零 (C) 非理想气体经绝热膨胀后,其温度一定降低 (D) 非理想气体经一不可逆循环,其内能变化为零 6. 在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面高度相同的糖水 (A) 和纯水 (B)。经历若干时间后，两杯液面的高度将是： ( ) (A) A 杯高于 B 杯 (B) A 杯等于 B 杯 (C) A 杯低于 B 杯 (D) 视温度而定 7. 若298 K时，反应的，则当p(NO2)=1 kPa, p(N2O4)=10 kPa时，反应将： （ ） （A）向生成N2O4方向进行 （B）向生成NO2方向进行 （C）反应恰好达到平衡 （D）不能判断其进行的方向8物质 A 发生两个一级平行反应 AB，AC，设两反应的指前因子相近且与温度无关，若 E1 E2，则有： ( ) (A) k1 k2 (B) k2 k1 (C) k2= k1 (D) 无法比较 k1, k2 的大小 二、填空题 ( 共 3题 9分 )1在下列反应历程中(P 是最终产物，C 是活性中间物) A + BC (1) CA + B (2) CP (3) 如果 k2 k3，则生成 P 的速率方程 dP/dt = 。 2. 设 373 K 时，液体 A 的饱和蒸气压为 133.3 kPa，液体 B 为 66.66 kPa，则： (1) 若 A 和 B 形成理想液体混合物，当 A 在溶液中的摩尔分数为 0.5 时，在气相中的摩尔分数为 _ _ 。 (A) 2/3 (B) 1/2 (C) 1/3 (D) 1 (2) 若 A 和 B 完全不互溶，当由 2 mol A 和 3 mol B 在恒温下构成双液体系时，体系的总蒸气压为 _ _ kPa (A) 66.66 (B) 133.3 (C) 200.0 (D) 466.6 3. 在一个真空容器中，若投入CaCO3(s)加热分解达平衡，其独立组分数为 。若改投入NH4HS(s)加热分解达平衡，其独立组分数为： ，自由度为 。三、计算题 ( 共 6题 60分 )1. 在 298 K 时有下述电池: Pb(s)Pb2+(a=0.1)Ag+(a=0.1)Ag(s) (a) 写出电极反应并计算其电极电势 (b) 计算电池的电动势和电池反应的 DrGm 已知 E(Ag+,Ag) = 0.7991 V， E (Pb2+,Pb) = -0.126 V 2. 303.15 K时，1 mol某理想气体从压力为810.6 kPa经等温可逆过程变化到压力为101.3 kPa，求该过程的Q ,W ,Um ,Hm ,Sm ,Fm ,Gm 。3. 将正丁醇蒸气在298.15 K时慢慢加压，当开始形成半径为110-9 m的微小液滴时，蒸气压力为多大？已知正丁醇的正常沸点为390 K，vapHm=43.822 kJmol-1，298.15 K时正丁醇的密度r =806 kgm-3，表面张力g =0.0261 Nm-1。4. 在 630 K 时，反应：2HgO(s) 2Hg(g) + O2(g)的rG = 44.3 kJmol-1。 (1) 求上述反应的标准平衡常数K ； (2) 求 630 K 时 HgO(s) 的分解压力； (3) 若将 HgO(s)投入到 630 K，1.013105Pa 的纯O2气的定体积容器中，在 630 K 时使其达平衡，求与 HgO(s) 呈平衡的气相中 Hg(g) 的分压力。 5. 473 K时，测定氧在某催化剂上的吸附作用，当氧的平衡压力为 101.325 kPa 及 1013.25 kPa时，每千克催化剂吸附氧的量分别为 2.5 和 4.2 dm3(已换算至标准状况 下的体积)，设该吸附作用服从兰格缪尔公式，试计算当氧的吸附量为饱和值的一半时氧 的平衡压力为若干？ 6. 电池： AgAgCl(s)KCl(aq)Hg2Cl2(s)Hg(l) 在 298 K 时的电动势 E = 0.0455 V，(E/T )p= 3.3810-4 VK-1，写出该电池的反应，并求出 DrHm，DrSm 及可逆放电时的热效应Qr。四、问答题 ( 共 3题 15分 )1 指出下面二组分凝聚体系相图中各部分中的平衡相态。2. 试用相律分析用C还原ZnO的反应体系中能否通过控制温度来控制Zn蒸气的压力。3. 请利用表面化学有关原理解释“新相难成”。 物理化学试卷(A)答案 2006.6一、选择题 ( 共 8题 16分 )1. (A) 2. (D) 3. (D) 4. (D)5. (B) 6. (A) (纯水) (糖水中水) 水从 (B) 杯向 (A) 杯转移。 7.（B） 8.(B) 二、填空题 ( 共 3题 9分 )1. k1k3AB/k2 2 (1) (A) (2) (C) 3. 答：2；1，1三、计算题 ( 共 6题 60分 )1. 答 (1) (-) Pb(s) - 2e- Pb2+(a=1) (+) 2Ag+(a=1) + 2e- 2Ag(s) f (Ag+,Ag) = f $ (Ag+/Ag) - RT/2F ln1/a2(Ag+) = 0.7991 V f (Pb2+,Pb) = f $ (Pb2+,Pb) - RT/2F ln1/a(Pb2+) = -0.126 V (5分) (2) E = f (右) - f (左) = 0.7991 V - (-0.126 V) = 0.925 V DrGm = -zEF = -178.5 kJmol-1 * 如果电池反应的电子得失数为 1，E不变，而 DrGm= -89.26 kJmol-1 (5分) 2. 答 Um=Hm=0 (2分) Q=W=RTln(p1/p2)=5.24 kJmol-1 (3分) Sm=Q/T=17.3 JK-1mol-1 (2分) Fm=Gm= -W= -5.24 kJmol-1 (3分)3答 298.15 K时正丁醇的蒸气压为p0 p0=p2=1.576 kPa pr=10.89 kPa （10分）4答 (1) K = exp(-rG /RT) = 2.1210-4 (3分) (2) 2HgO(s) 2Hg(g) + O2(g) 设平衡分压为： 2p p K = 4p3(p$)-3 (1分) p = 3800 Pa (1分) 故p总= 3p = 1.1 kPa (1分) (3) K = 2.1210-4 = (2p)2(p + 101 325 Pa) (2分) p = 739.7 Pa (1分) 故 p(Hg) = 2p = 1.5 kPa (1分) 5. 答 兰格谬尔吸附公式为： 1/V = 1/Vma1/p + 1/Vm (1分) 依题意可列联立方程： 1/2.5 = 1/Vma1/101325 + 1/Vm 1/4.2 = 1/Vma1/1013250 + 1/Vm (各1.5分) 解得： 1/Vm = 0.22 dm-3 1/a = 82900 Pa (各2分) 当 V = Vm时，Langmuir 公式可写成下列形式： 2/Vm = 1/Vma1/p + 1/Vm p = 1/a = 82900 Pa (2分) 6. 答 电池反应： Ag(s) + (1/2)Hg2Cl2(s) = AgCl(s) + Hg(l) (3分) DrH= -zFE - T(E/T)p = 5326 Jmol-1 (3分) DrS= zF(E/T)p= 32.61 JK-1mol-1 (2分) Qr= TDrSm= 9718 Jmol-1 (2分) 四、问答题 ( 共 3题 15分 )1答：1液相l 5sC+l 2固溶体 6sPb+l 3+l 7+sC 4sC（稳定化合物）+l 8sC+sPb （5分）2答 该反应体系有如下反应： C(s) + ZnO(s) = CO(g) + Zn(g) 2CO(g) = CO2(g) + C(s) p(Zn)=p(CO)+2p(CO2) 因为 S=5 ; R=2 ; R=1 ; F = 3 所以 f=C-F +2=(S-R-R)-F +2=1 (3分